תנועת נושאי מטען או זרם חשמלי בתוך החומר המעובה פיזיקה ואלקטרוכימיה מכונה זרם סחף. זה יכול להתרחש בגלל השדה החשמלי המופעל על פני מרחק נתון. זה נקרא לעתים קרובות כוח אלקטרומוטורי. בחומר מוליך למחצה, ברגע שמופעל שדה חשמלי, ניתן לייצר זרם בגלל נושאי המטען שזורמים פנימה המוליך למחצה . המהירות הממוצעת של נושאת המטען בתוך זרם הסחף מכונה זרם סחיפה. ניתן לתאר את מהירות הזרם והסחיפה המתקבלת באמצעות ניידות אלקטרונית או חשמלית. מאמר זה דן בסקירה כללית של זרם הסחף.

מה זה Drift Current?

גִזרָה: זרימת נושאות המטען בתגובה ל שדה חשמלי ידוע כזרם סחף. מושג זה משמש לעתים קרובות בהקשר אלקטרונים וחורים במוליכים למחצה. למרות שמושג זה משמש גם למתכות, אלקטרוליטים וכו '.

זרם סחף

ברגע שמופעל שדה חשמלי על מוליך למחצה, נשאי מטען יתחילו לזרום לייצור זרם. החורים במוליכים למחצה יזרמו דרך השדה החשמלי ואילו האלקטרונים יזרמו ממול לשדה החשמלי. כאן, ניתן לתאר כל זרימת מטען כמהירות סחיפה קבועה (Vd). סכום הזרם הזה תלוי בעיקר בתשומת לבם של נושאי המטען ובניידותם בתוך החומר.

אנא עיין בקישור זה כדי לדעת מהו זרם דיפוזיה במוליכים למחצה ונגזרותיו

זרם סחף במוליכים למחצה

אנו יודעים כי ישנם שני סוגים של מובילי מטען הנמצאים במוליכים למחצה, כלומר אלקטרונים וחורים. ברגע שהשדה החשמלי מוחל על מוליכים למחצה, אז זרימת האלקטרונים תהיה לכיוון מסוף + Ve של סוללה ואילו חורים יזרמו לכיוון מסוף –Ve של סוללה.

זרם סחף במוליכים למחצה

במוליכים למחצה, נושאי המטען השליליים הם אלקטרונים, והמובילים הטעונים באופן חיובי הם חורים. כבר דנו שכיוון זרימת האלקטרונים יימשך על ידי המסוף החיובי של הסוללה ואילו החורים נמשכים על ידי המסוף השלילי של הסוללה.

בחומר מוליך למחצה, זרימת כיוון האלקטרונים תשתנה בגלל ההתנגשות המתמשכת באטומים. בכל פעם שזרימת האלקטרון תכה באטום ותקפץ חזרה בצורה אקראית. המתח המופעל על מוליכים למחצה אינו מונע את ההתנגשות כמו גם את תנועת האלקטרונים האקראית אולם הוא גורם לאלקטרונים להיסחף לכיוון המסוף החיובי.
בגלל השדה החשמלי או המתח המופעל, המהירות הממוצעת יכולה להיות מושגת על ידי אלקטרונים או חורים המכונים מהירות סחיפה.

תַחשִׁיב

ניתן לתת את מהירות הסחיפה של האלקטרונים כ-

ו_נ= µ_נIS

באופן דומה, ניתן לתת את מהירות הסחף כ

ו_{עמ '}= µ_{עמ '}IS

מהמשוואות לעיל

Vn ו- Vp הם מהירות סחיפה של אלקטרונים וחורים

µn & µp הם הניידות של אלקטרונים וחורים

'E' הוא שדה חשמלי מיושם

נגזרת של צפיפות זרם שוטף

ניתן לכתוב את צפיפות זרם זה בגלל אלקטרונים חופשיים

י_נ= enµ_נIS

ניתן לכתוב את צפיפות הזרם הזה בגלל חורים

י_{עמ '}= epµ_{עמ '}IS

מהמשוואות לעיל,

Jn ו- Jp מציפים את צפיפות הזרם בגלל אלקטרונים וחורים

e = מטען אלקטרונים (1.602 × 10-19 קולומבים).

n & p הם לא. של אלקטרונים וחורים

אז ניתן לתת את גזירת הצפיפות של זרם זה כ-

J = Jn + Jp

החלף את ערכי Jn & Jp במשוואה לעיל, ואז נקבל

= enµnE + epµpE

J = eE (nµn + pµp)

“bcd למפענח של 7 קטעים ”

הקשר בין מהירות זרם לסחף

במוליך, האורך והשטח מסומנים עם l & A. לפיכך, ניתן לתת את נפח המוליך כ- AI

אם לא. של אלקטרונים חופשיים לכל נפח יחידה במוליך הוא 'n', ואז כל המס '. של אלקטרונים חופשיים בתוך המוליך יהיה A / n.

אם המטען על כל אלקטרונים הוא 'e' אז כל המטען על האלקטרונים בתוך המוליך ניתן כ-

ש = ת / לא

כאשר מפעילים אספקת מתח על שני מסופי המוליך באמצעות סוללה, השדה החשמלי יכול להתרחש על פני המוליך.

E = V / l

בגלל שדה חשמלי זה, זרימת האלקטרונים בתוך המוליך תתחיל לזרום במהירות סחיפה לעבר המסוף החיובי של המוליך. כך ניתן לתת את הזמן שנדרש לחצות את המוליך דרך האלקטרונים כ-

T = l / למשל

מתי הנוכחי אני = q / t

החלף את ערכי Q & T במשוואה לעיל, ואז נקבל

I = (A / ne) / (l / vd) = Anevd

במשוואה לעיל, A, n & e קבועים. אז 'אני' הוא פרופורציונלי ישירות למהירות הסחף (I∞vd)

אנא עיין בקישור זה כדי לדעת על מהו הסחף והדיפוזיה הנוכחי וההבדלים ביניהם

שאלות נפוצות

1). מהו זרם הסחף והדיפוזיה בתוך מוליכים למחצה?

זרם הזרמים במוליכים למחצה הוא זרמי סחף ודיפוזיה.

2). מה ההבדל העיקרי בין סחף לזרם דיפוזיה?

זרם זה תלוי בעיקר בשדה החשמלי המופעל: אם אין שדה חשמלי, אין זרם סחף ואילו זרם דיפוזיה קורה למרות שיש שדה חשמלי במוליך למחצה

3). מה ההגדרה זרם?

זרם נושאות המטען מכונה זרם. ניתן לחשב זאת על פי חוק אוהם (V = IR)

4). מהם סוגי הזרמים?

הם AC (זרם חילופין) ו- DC (זרם ישר)

5). מהי נוסחת מהירות הסחף?

ניתן לחשב אותו באמצעות הנוסחה I = nqAvd

6). מהם הגורמים שישפיעו על מהירות הסחיפה?

גורמים כמו טמפרטורה גבוהה וריכוז נשא גבוה.

7). מהם סוגי המוליכים למחצה?

הם מוליכים למחצה פנימיים ומוליכים למחצה חיצוניים

8). האם מהירות הסחף תלויה בשטח החתך?

לא, זה לא תלוי בשטח החתך או באורך החוט

9). כיצד יופיע זרם דיפוזיה במוליכים למחצה?

זרם דיפוזיה יכול להיגרם על ידי מוליך למחצה עקב דיפוזיה של נושאת המטען.

10). מהו מתח הברך?

אם המתח גבוה מסף מסוים, אז הזרם יזרום בכל הדיודה, ולכן זה נקרא מתח ברכיים.

לפיכך, מדובר בכל סקירה כללית של זרם הסחף במוליכים למחצה, בחישוב ובגזירתו. לפיכך, מדובר בסך הכל בסקירה של זרם הסחף במוליכים למחצה, חישוב ונגזרתו. מושג זה כולל בעיקר מוליכים למחצה מסוממים, כאשר הוא כולל נושאי מטען כמו אלקטרונים וחורים. ברגע שאספקת המתח ניתנת למוליכים למחצה נוכל לצפות בזרימה של נושאות המטען. בהתאם לקוטביות המוביל, הוא נמשך למסופי הסוללה. לכן, ניתן ליישם את השדה החשמלי בגלל זרימת נושאות המטען לייצור הזרם. המהירות המהותית לזרימת נשאות המטען יכולה להיקרא כמהירות סחיפה. הנה שאלה עבורך, מהו זרם דיפוזיה?